9. třída základní školy, gymnázia, žáků rozdělených do menších skupin

Transkript

1 Chyť mě, jestli to dokážeš Shrnutí Detektivní příběhy zabývající se vyšetřováním závažných kriminálních činů vždy byly (a stále jsou) velmi populární. Díky nim každý ví, že při hledání místa činu v exteriéru na základě omezených indicií je mj. často zapotřebí znalosti regionální geologie, schopnosti interpretace geologických tvarů, schopnosti správného určení minerálního složení a schopnosti dedukce procesů včetně přírodních podmínek panujících během vzniku, transportu a uložení hornin. Této popularity detektivek lze velmi dobře využít v praktické výuce geologie vybraného regionu k jejímu zatraktivnění a k zvýšení zájmu o výuku geologie ze strany žáků ZŠ a SŠ. Při vyšetřování fiktivní detektivní zápletky se mohou studenti procvičit v poznávání hornin a nerostů, v hledání jejich výskytu v okolí a v odhalování působení exogenních geologických procesů. Jejich úkolem bude z několika předložených vzorků hornin a minerálů zjistit, odkud tyto vzorky pocházejí, na základě společných zjištění označit místo činu a fiktivní detektivní problém tak vyřešit. Není nutné používat žádné speciální vybavení, stačí pouze lupy a geologická mapa oblasti. Cílová skupina 9. třída základní školy, gymnázia, žáků rozdělených do menších skupin Časová náročnost 45 až 90 minut (podle náročnosti vybrané lokality, charakteru a množství předložených vzorků, návaznosti na probíranou látku nebo na předcházející geologické exkurze oblasti). 1 Prostorové požadavky Učebna. V předstihu je nutné si v terénu opatřit požadované vzorky nerostů a hornin, nebo vybrat podobné vzorky přírodnin ze školní sbírky. Klíčové otázky Jaké horniny a nerosty jsou součástí důkazního materiálu? Kde v regionu se tyto horniny a nerosty nacházejí? Jakými geologickými procesy a v jakém prostředí mohou vznikat některé tvary vzorků? Co je to geologická mapa a jak se s ní pracuje?

2 Získané dovednosti a znalosti Źáci - si procvičí praktické poznávání hornin a nerostů. - si osvojí geologii zájmového regionu nebo oblasti. - se seznámí s geologickou mapou. Návaznost na RVP Základní škola Člověk a příroda: Přírodopis (neživá příroda): Žák rozpozná podle charakteristických vlastností vybrané nerosty a horniny s použitím určovacích pomůcek Gymnázium Žák rozlišuje důsledky vnitřních a vnějších geologických dějů, včetně geologického oběhu hornin a oběhu vody 2 Geologie: Student určí nerostné složení a rozpozná strukturu běžných magmatických, sedimentárních a metamorfovaných hornin Student využívá geologickou mapu ČR k objasnění geologického vývoje regionů Materiál Pomůcky: starší bunda s větším počtem kapes, černý igelitový pytel s visačkou, lupy, geologická mapa, plastové podnosy, skleněné misky, popřípadě latexové rukavice a bílé laboratorní pláště. Vzorky přírodnin: horniny a nerosty reprezentující specifickou kombinaci charakteristickou pro dané místo vybrané oblasti Pro českobudějovický a českokrumlovský region je ideálním místem činu Křemžské údolí s Křemžským potokem. Údolí se nachází v oblasti výskytu granulitů, hadců, granátických peridotitů a rul, jež jsou však v Jihočeském kraji velmi rozšířené. V blízkosti Kremže je také významná lokalita opálů u Besednice a vltavínů u Vrábče. Jako vůdčí materiál lze tedy použít: granulit, hadec nebo granátický peridotit (popřípadě obojí), sypký písek s vltavínem, kousek opálu, jemný šlich (materiál

3 získaný rýžováním) z Křemžského potoka nebo ohlazený valoun peridotitu s vystupujícími granáty z koryta Křemžského potoka. Podrobné pokyny 1. Vzorky hornin a nerostů poschovávejte po kapsách bundy, kterou zabalte do černého igelitového pytle (obr.1) opatřeného visačkou Důkazní materiál Kriminální policie ČR, evidenční číslo xxxxxxxxx, datum evidence: dd/mm/yyyy a nastiňte zápletku. Stupeň závažnosti zápletky se může přizpůsobit věku a vyzrálosti žáků. Se staršími žáky můžeme pracovat na případu kriminálního činu, ve kterém je unesen amatérský geolog, jehož bunda byla doručena společně s anonymním dopisem pachatele na policejní stanici. Součástí zápletky je žádost policie o pomoc při pátrání po místě činu. Pro navození té správné detektivní atmosféry je možné vybavit žáky latexovými rukavicemi a bílými plášti. 2. Žáci opatrně vyjmou bundu z pytle a důkladně ji prohledají. Všechny nalezené vzorky by měly být pečlivě zaznamenány. 3 Obr. 1: Bunda s kapsami, které obsahují vzorky nerostů a hornin 3. Žáky rozdělte do tří menších skupin, které budou tvořit investigativní týmy zaměřující se na různé části vyšetřování: a. jeden tým se bude specializovat na mineralogii a kromě identifikace minerálů bude jeho úkolem také zjistit, kde se v regionu dané minerály vyskytují

4 b. druhý tým se bude specializovat na identifikaci hornin a jejich minerální složení. Tato skupina bude zároveň hledat znaky vypovídající o podmínkách vzniku a prostředí (například ohlazení valounů odpovídá transportu říčním tokem, ostrohranné úlomky sedimentu vypovídají o transportu větrem, větší úlomky sedimentů o transportu na kratší vzdálenost, menší a dobře vytříděný sediment zase o delším transportu, atd.) c. třetí skupina se seznámí s geologickou mapou a využije ji k hledáním místa, kde se nacházejí všechny zkoumané horniny a kterému odpovídají i ostatní znaky zjištěné na důkazních materiálech (říční koryto ve kterém mohlo dojít během transportu k ohlazení valounů apod.). 4. Vyučující kontroluje správnost úvah i postupy jednotlivých týmů a v případě nutnosti je pomocí dodatečných vede pátrání správným směrem. 5. Na závěr by se měly všechny skupiny sejít u geologické mapy, vzájemně poreferovat o svých úvahách a výsledcích a stanovit odpovídající místo činu. Pokyny pro úlohu použitelnou v českobudějovickém a českokrumlovském regionu Jižních Čech, kde je vhodným místem fiktivního zločinu Křemžské údolí: Do bundy s více kapsami poschováváme: malý vzorek světlého granulitu obsahující drobné krystaly granátů a kyanitů, vzorek hadce (z východního okraje Holubova), ohlazený valoun granátického peridotitu s vystupujícími zrny granátu z koryta Křemžského potoka, malou uzavřenou nádobku s vltavínem v jemnozrnném písku (imitující vltavínonosný písek z Vrábče), kousek opálu a jemně zrnitý materiál (tzv. šlich) získaný rýžováním z koryta Křemžského potoka. K dispozici studentům připravíme geologickou mapu Českých Budějovic 1 : , která se dá zakoupit u České Geologické Služby (dostupné na internetové adrese Je také možné vytisknou geologickou mapu Křemže z internetového zdroje kde se však během tisku nezobrazí topografie (viz. obr. 8). 4 a. Popis vzorků: i. Plešovický granulit je možné získat v lomu Plešovice, nebo u mostku pod zříceninou Dívčího Kamene. Jedná se o velmi jemnozrnnou, světlou, metamorfovanou horninu, obsahující drobné, medově hnědé zirkony, světle modré kyanity a růžovočervené granáty (obr. 2). Během zvětrávání granulitů dochází k chemickému rozkladu živců a rozvolnění jednotlivých minerálů (křemene, granátu, kaynitu a zbylých živců), které jsou dále transportovány vodními toky (v tomto případě Křemžským potokem). Kyanit a granát mají vysokou odolnosti vůči mechanickému i chemickému zvětrávání a zároveň mají větší hustotu než ostatní transportované nerosty, díky čemuž se usazují na dně potoka. Rýžováním potočního sedimentu se odplaví lehčí zrna křemenů, živců a slíd a v rýžovacích miskách zůstane materiál tvořený převážně těžšími zrny (šlich).

5 Granát Kyanit Obr. 2: Granulit ii. Šlich z Křemžského potoka je jemnozrnný nezpevněný sedimentární materiál (v závislosti na dokonalosti rýžování), jež je tvořen z větší části jemnými úlomky růžových granátů, modrých kyanitů, zelených olivínů, černých turmalínů a pouze menším množstvím čirých až nahnědlých křemenů, béžových živců a nepatrným množstvím slíd (obr. 3). Všechny tyto nerosty pocházejí z okolních hornin (narůžovělé granáty a kyanity z granulitů, olivíny a tmavě červené granáty z granátických peridotitů, křemeny, turmalíny, živce a slídy z okolních rul nebo granulitů). Kromě jemnozrnného šlichu může sediment z kremžského potoka obsahovat také větší (0,5-1 cm) zaoblené granáty s navětralou kůrou, ale stále patrnými celistvými tvary. Ty pocházejí z granátických peridotů, odkud se uvolnily během zvětrávání a transportu potokem. 5

6 Olivín Kyanit Granát Turmalín Křemen Živec Obr. 3: Šlich z Kremžského potoka 6 iii. Granátický peridotit je ultrabazická vyvřelá hlubinná hornina, jejíž přeměnou (serpentinizací) vznikl hadec (serpentin). Peridotit je tvořen převážně olivínem a pyroxenem, a pokud je v hornině přítomen ve větší míře i granát, používá se termínu granátický peridotit. Olivín se za vyšších teplot působením vody mění na minerály skupiny serpentinu, magnezit, mastek a další minerály, a takto přeměněná hornina se nazývá hadec. Proces serpentinizace bývá často nedokonalý, proto se na malém území můžeme setkat současně s oběma typy hornin. Zaoblené valouny granátického peridotitu (obr. 4) se běžně nacházejí v korytě Křemžského potoka a jsou snadno rozpoznatelné díky své tmavé barvě a bradavičnatému vzhledu, který je způsoben vystupujícími granáty. Granáty v těchto horninách dosahují 0,5 1 cm, mají celistvé krystalické tvary a díky své odolnosti vůči zvětrávání vyčnívají z okolního materiálu horniny.

7 Obr. 4: Ohlazený valoun granátického peridotitu s bradavičnatě vystupujícími zrny granátu. iv. Hadec je metamorfovaná hornina šedavě tmavozelené barvy (obr. 7), protkaná četnými žilkami vláknitého chryzotilu. Hornina vzniká přeměnou peridotitu za vyšších teplot působením vody. Hornina je masivní, tvořená jemnozrnnou směsí minerálů skupiny serpentinu, magnezitu, mastku a mnoha jiných minerálů, které však nejsou makroskopicky viditelné. 7 Obr. 7: Vzorek hadce

8 v. Vltavíny z lokality Vrábče se vyskytují v křemeno-živcových píscích reprezentujících přeplavené říční sedimenty třetihorního stáří. Vzorek vltavínu s jemnozrnným sedimentem (obr. 5) nemusí nutně pocházet z Vrábče. Stačí jej nahradit jakýmkoliv surovým vltavínem zakoupeným v obchodě (musí však být neupravený, v surovém stavu) a pískem. Studenti i tak budou nuceni vyhledat si seznam vltavínonosných lokalit a na geologické mapě pak místa s třetihorními sedimenty. 8 Obr. 5: Vltavín v jemnozrnném písku vi. Opál je amorfní nerost, hydratovaný oxid křemičitý, který vzniká během zvětrávání hadců. V okolí Kremže a Bohouškovic leží jedny z nejznámějších a nejbohatších českých nalezišť opálů. Místní opály dosahují široké škály barev, od čirých hyalitů, přes mléčné (obr. 6), zelené, modré až po mechové opály s černými keříčky wadu. Opět je možné použít jakýkoliv opál ze školní sbírky.

9 Obr. 6: Opál z Bohouškovic b. Každý vzorek by měli studenti identifikovat a co nejpřesněji popsat složení a způsob vzniku. Ke zjištění těchto informací mohou být podle potřeby využity i další informační zdroje (například knihy, učebnice či internet). Kromě minerálního složení by si měli studenti všímat stupně opracování valounu granátického peridotitu a uvažovat nad procesy, které vedly k ohlazeným tvarům. Mimo jiné by si měli všimnout i souvislosti mezi složením makrovzorků granulitů, hadců, granátických peridotitů a šlichem z Křemžského potoka. 9 c. Průzkum vzorků a jejich tvarů by měl studenty vést k vyslovení domněnky, že se musí jednat o místo, které se nachází v oblasti tvořené granulitem, peridotitem a hadcem, v jejichž blízkosti je naleziště opálů a vltavínonosná lokalita v písčitém sedimentu. Místo činu se musí nacházet v blízkosti toku řeky nebo potoka, který způsobil obrušování unášených vzorků, a který zároveň protéká uvedenými horninami, protože šlich obsahuje jejich minerály. d. Poté by studenti měli začít pracovat s geologickou mapou. Měli by se seznámit s barevnou legendou a značením jednotlivých typů hornin na mapě. Podle legendy by měli studenti v mapě vyhledat místa s horninami nalezenými v bundě a porovnat je s lokalitami nalezišť vltavínů a opálů, čímž by se měla oblast zúžit na prostor mezi Vrábčí, Křemží a Holubovem. Podle známek opracování materiálu vodním tokem, který odvodňuje oblast s danými horninami, by měli studenti dojít k závěru, že nejpravděpodobnějším místem činu je okolí toku Kremžského potoka mezi Holubovem a místem, kde se potok vlévá do Vltavy. Pokud zbude čas, mohou studenti identifikované místo překreslit z geologické mapy do protokolu.

10 10 5: splachové sedimenty (hlína, písek, štěrk) Zdroj: Stáří: kvartér, Typ hornin: sedimenty nezpevněné, Geologický region: kvartér Českého masivu a Karpat 6: svahové sedimenty (hlína, písek) Stáří: kvartér, Typ hornin: sedimenty nezpevněné, Geologický region: kvartér Českého masivu a Karpat 7: svahové sedimenty (hlína, kameny) Stáří: kvartér, Typ hornin: sedimenty nezpevněné, Geologický region: kvartér Českého masivu a Karpat 13: naváté sedimenty (spraš, sprašová hlína) Stáří: kvartér, Typ hornin: sedimenty nezpevněné, Geologický region: kvartér Českého masivu a Karpat 46: říční sedimenty (štěrk, písek) Stáří: terciér, Typ hornin: sedimenty nezpevněné, Geologický region: jihočeské pánve - terciér 886: peridotit až serpentinit (hadec) Stáří: paleozoikum až proterozoikum, Typ hornin: magmatity hlubinné, metamorfity, Geologický region: moldanubikum 919: ortorula Stáří: paleozoikum až proterozoikum, Typ hornin: metamorfity, Geologický region: moldanubikum 923: granulit Stáří: paleozoikum až proterozoikum, Typ hornin: metamorfity, Geologický region: moldanubikum Obr. 8: Zjednodušená verze geologické mapy bez

11 topografického podkladu se zkrácenou legendou. Možné modifikace úlohy: Úlohu je možné upravit pro jakýkoliv region nebo oblast. Je zapotřebí vybrat takové místo, kde se stýká větší počet typů hornin, nebo kde se nacházejí význačné lokality některých nerostů, aby bylo možné jednoznačně určit místo. V případě potřeby je možné předem zmenšit oblast bádání a vysvětlit to například výskytem posledního signálu mobilního telefonu nebo jiných nalezených věcí pohřešovaného, atd. Použitá literatura Elektronická databáze geologických a geovědních map. Autorství a kontakt na autora Simona Dvořáčková (skralickova@pf.jcu.cz) 11

12 Pracovní list Pracovní list by měl obsahovat formulář pro zapisování výsledků zjištění, označení místa a zdůvodnění. 1. POPIS VZORKŮ ČÍSLO VZORKU NÁZEV POPIS ZVLÁŠTNÍ ZNAKY 12

13 2. LOKALITY VÝSKYTŮ NEROSTŮ VE VYBRANÉ OBLASTI 3. OBECNÁ CHARAKTERISTIKA MÍSTA ZALOŽENÁ NA ZVLÁŠTNÍCH ZNACÍCH VZORKŮ ZÁVĚREČNÁ ZPRÁVA SE ZDŮVODNĚNÍM

14 5. NÁKRES ZJEDNODUŠENÉ GEOLOGICKÉ MAPY MÍSTA ČINU LEGENDA 14